Программно-технический комплекс Учебное пособие Новочеркасск юргту (нпи) 2010. Удк 519. 23 (075. 8) Ббк 22. 17я73

Вид материала

Учебное пособие

Содержание 4.10. TRACE MODE 6 и T-FACTORY 6: обзор исполнительных модулей Trace mode NetLink Light NetLink Light NetLink Light GSM-МРВ+ осуществляет автоматический прием данных с удаленных контроллеров, работающих под управлением микро TRACE MODE GSM

Подобный материал:

• Практикум Новочеркасск юргту (нпи) 2010 удк 330 (075. 8) Ббк 65. 012. 1я73, 2097.42kb.
• Учебно-методическое пособие Новочеркасск юргту (нпи) 2011 г. Удк 004 : 012 (076) ббк, 1329.07kb.
• Учебно-методическое пособие Новочеркасск юргту (нпи) 2011 г. Удк 004 : 012 (076) ббк, 994.64kb.
• Пособие предназначено для студентов, изучающих курсы «Экономики» и«Экономической теории», 4766.75kb.
• Учебно-методическое пособие Новочеркасск 2006 удк 004. 4 (07), 341.54kb.
• Учебное пособие к практическим занятиям по дисциплине «Физическая культура» Новочеркасск, 1055.75kb.
• Конспект лекций москва 2004 удк 519. 713(075)+519. 76(075) ббк 22. 18я7, 1805.53kb.
• Данное пособие предназначено для кураторов академических групп младших курсов, а также, 1695.39kb.
• Пособие предназначено для студентов специальности «Прикладная информатика (в экономике)», 1911.82kb.
• Учебное пособие тверь 2008 удк 519. 876 (075. 8 + 338 (075. 8) Ббк 3817я731-1 + 450., 2962.9kb.

4.10. TRACE MODE 6 и T-FACTORY 6: обзор исполнительных модулей

Исполнительные (runtime) модули TRACE MODE® 6 и T-FACTORY.exe™ обеспечивают функционирование в реальном времени проектов АСУТП, созданных в ссылка скрыта и охватывают следующие уровни АСУ (рис. 4.11):

Рис. 4.11. Типовой проект АСУТП

• ссылка скрыта;
  
• ссылка скрыта;
  
• ссылка скрыта;
  
• ссылка скрыта;
  
• ссылка скрыта;
  
• ссылка скрыта.
  

Исполнительные модули для АСУТП (класс SOFTLOGIC и SCADA/HMI) входят в комплекс TRACE MODE®, а исполнительные модули для АСУП (класс EAM, HRM, MES) – в комплекс T - FACTORY. exe™. Все исполнительные модули TRACE MODE интегрированы между собой и образуют единую платформу для управления производством. Исполнительные модули TRACE MODE 6 и T-FACTORY 6 делятся на серверы (узлы) и клиенты (консоли). Это деление условно, так как консоль TRACE MODE 6 в ряде системных конфигураций может выполнять функции присущие серверам (пересчет базы каналов, исполнение программ и т.д.), а серверы могут осуществлять функции операторского интерфейса. И клиентское и серверное ПО разрабатывается в ссылка скрыта и имеет единую базу распределенных переменных, к атрибутам которых могут обращаться исполнительные модули TRACE MODE. Данная архитектура обеспечивает гибкость в разработке распределенных систем управления, так как позволяет создавать АСУ в различных архитектурах:

• локальная;
  
• распределенная клиент-сервер;
  
• распределенная DCS (distributed control system);
  
• телемеханическая.
  

SCADA TRACE MODE имеет ссылка скрыта.

Исполнительные модули TRACE MODE 6 SOFTLOGIC-SCADA/HMI в распределенной АСУТП. В интегрированной SOFTLOGIC и SCADA/HMI-системе TRACE MODE 6 можно создавать многоуровневые, иерархически организованные, резервированные АСУ ТП и системы телемеханики. Сетевые коммуникации в TRACE MODE 6 и T-FACTORY 6 осуществляются по протоколу TCP/IP.

Основным сервером реального времени уровня SCADA/HMI в TRACE MODE 6 является ссылка скрыта. МРВ TRACE MODE 6 осуществляет прием данных с контроллеров, плат ввода/вывода и систем телемеханики (RTU) через встроенные протоколы, драйверы, OPC- или DDE-клиенты. В МРВ 6 встроены ссылка скрыта для 2243 PLC, PC-based контроллеров, модулей удаленного ввода/вывода и плат УСО. Каждый сервер SCADA/HMI имеет встроенную поддержку протоколов M-LINK (RS 485/232) и I-NET для связи с исполнительными модулями Micro TRACE MODE класса SOFTLOGIC, работающими в PC-based контроллерах.

МРВ 6 производит первичную обработку информации, поступающей из контроллеров или систем телемеханики (фильтрация, масштабирование, контроль границ и т.д.), управление и регулирование технологических процессов, перераспределение данных по локальной сети (I-NET TCP/IP), визуализацию информации на анимированных мнемосхемах и трендах (HMI), расчет в реальном времени статистических параметров процесса (SPC – statistical process control), ведение исторических архивов, управление собственной ссылка скрыта, генерирование отчетных документов, обеспечение связи с СУБД и приложениями через SQL/ODBC и встроенный OPC-сервер (поставляется опционально).

Существуют ссылка скрыта с различным сочетанием вышеперечисленных свойств. Кроме того, в состав SCADA TRACE MODE входят версии МВР с ссылка скрыта, адаптивным регулированием, со встроенным OPC-сервером, GSM-сервером и т.д.

В МВР входит графическая HMI-консоль, обеспечивающая визуализацию информации о технологическом процессе на динамических мнемосхемах, и обладает мощными графическими возможностями:

• фотореалистичная объемная графика;
  
• поддержка "прозрачности" фигур и наложения текстур;
  
• поддержка графических слоев;
  
• масштабирование экранов;
  
• технология 3D FAST+, ускоряющая загрузку графических экранов в реальном времени;
  
• возможность динамизации любого графического объекта;
  
• мультипликация;
  
• тренды реального времени;
  
• исторические тренды неограниченной глубины;
  
• окна событий.
  

SCADA-сервер МРВ TRACE MODE 6 располагает собственной, многопоточной, основанной на приоритетах СРВ. При обычной работе минимальное время реакции МВР 6 составляет 10 мс. Время реакции сокращается в несколько раз при использовании специальных каналов типа FAST, обработка которых осуществляется с циклом 2-4 мс.

СРВ МРВ 6 гибко настраивается путем перераспределения временных ресурсов вычислительного ядра либо приоритетов отдельных задач. В соответствующем диалоге ссылка скрыта можно настраивать приоритеты таких параметров, как:

• основной поток;
  
• прием и посылка по IP;
  
• операторский интерфейс;
  
• обмен с УСО через драйвер;
  
• обмен с УСО через MODBUS;
  
• OPC и DDE обмен и т.д.
  

SCADA TRACE MODE располагает системой автоматической синхронизации сетевого времени для привязки технологических событий к временной шкале. Система управления тревогами МРВ обеспечивает автоматическое генерирование аналоговых (отклонение величины от заданной), цифровых (изменение состояния), составных (сочетание нескольких событий) и генерируемых пользователем алармов. Все алармы разбиваются по приоритетам и записываются в отчет тревог.

МРВ с адаптивной самонастройкой регуляторов. SCADA МВР TRACE MODE с поддержкой системы автоматической (адаптивной) самонастройки ПИД-регуляторов называются Adaptive Control МРВ. Adaptive Control МРВ основан на технологии, права на которую принадлежат компании AdAstrA. Программа обеспечивает периодическую или непрерывную подстройку регуляторов в автоматическом или полуавтоматическом режиме. Adaptive Control МРВ способен настраивать контуры регулирования в условиях помех, а также исключать появление неустойчивых режимов. Использование адаптивных регуляторов SCADA/HMI TRACE MODE 6 обеспечивает качество управления в любой момент времени для стационарных и нестационарных автоматизируемых объектов. Адаптивные регуляторы SCADA/HMI TRACE MODE 6 позволяют работать с меньшей амплитудой пробного сигнала на входе объекта (до 2-4%) при сохранении системой адаптивных свойств.

ссылка скрыта TRACE MODE® предназначен для подготовки документов в распределенных информационных системах (АСУ ТП или АСУП), включающих как узлы TRACE MODE и T-Factory, так и иные приложения (SCADA, контроллеры, СУБД, MES-, EAM- и ERP-системы и т.д.).

В отличие от МВР с генератором отчетов (ссылка скрыта), глобальный сервер документирования устанавливается на выделенном ПК. Он может получать информацию с неограниченного числа ПК, контроллеров и генерировать документы произвольной формы по неограниченному числу шаблонов и сценариев, задаваемых в ссылка скрыта. Подготовленные документы сохраняют на диске в формате HTML с возможностью вывода на печать. Для повышения надежности работы АСУ ТП, использующих глобальный сервер документирования, можно осуществлять резервирование серверов. Функция автоматического горячего резервирования встроена в сервер документирования Double Force.

Выделенный сервер промышленной СУБД РВ SIAD/SQL 6. МВР+ (МРВ+) SCADA TRACE MODE 6 располагают встроенной промышленной СУБД реального времени SIAD/SQL 6 (рис. 4.12). Однако, ведение исторического архива на ПК, где работает МРВ+ не всегда целесообразно. В случае, если:

• МРВ + обрабатывает большое число каналов;
  

• Рис. 4.12. Место выделенного сервера промышленной СУБД РВ SIAD/SQL 6 в АСУТП

  HMI-консоль перегружена графическими функциями;
  
• в системе предъявляются повышенные требования к безопасности данных (необходима физическая изоляция сервера СУБД РВ);
  
• требуется снять нагрузку с МРВ+ для ускорения временных показателей АСУ ТП, то рекомендуется создавать выделенный сервер СУБД РВ SIAD/SQL 6 на отдельном ПК. Этот архив является общим для всего проекта. В него через сеть могут сохранять данные все узлы проекта. Управление операциями с глобальным архивом осуществляет выделенный сервер исторического архива – ссылка скрыта.
  

Сервер СУБД РВ SIAD/SQL™ 6 ведет динамическую оптимизацию записываемой информации, позволяющую на порядок уменьшить объем архива. Запись архивных данных ведется одновременно в 3 файла СУБД РВ SIAD/SQL™ 6. Еще один архив зарезервирован для системных нужд. Благодаря гибкой системе настройки параметров архивации TRACE MODE®, в один файл СУБД РВ можно сохранять историю "быстрых" параметров технологического процесса с максимальной степенью детализации за сутки/неделю, а в другой - "медленные" сводные данные о работе цеха за несколько лет. Это экономит ресурсы по сравнению вариантом "один параметр - одна таблица - один файл", который часто встречается в других SCADA-системах. В сочетании с высокой скоростью сохранения, которая на 2-3 порядка превосходит аналогичные показатели более "тяжелых" реляционных СУБД, SIAD/SQL™ 6 обеспечивает максимальную эффективность хранения и надежность исторического архива.

Горячее резервирование серверов реального времени и SIAD/SQL. TRACE MODE® 6 располагает развитыми средствами повышения ссылка скрыта SCADA-комплекса, путем резервирования их компонентов. В TRACE MODE можно резервировать контроллеры, серверы, клиенты и архивы данных и их отдельные компоненты.

Данные из контроллеров могут поступать в серверы TRACE MODE® по резервированной линии передачи данных. Для этого в SCADA системе TRACE MODE® предусмотрена поддержка нескольких сетевых адаптеров. Она подразумевает автоматическое переключение сервера на резервный сетевой адаптер в реальном времени в случае отказа или обрыва линии основного адаптера. Для повышения надежности и отказоустойчивости распределенных систем в TRACE MODE предусмотрено горячее резервирование серверов АСУТП - ссылка скрытаи ссылка скрыта. В SCADA системе TRACE MODE® 6 реализован ряд функций автоматического дублирования и ссылка скрыта серверов:

• процедура автопостроения для автоматического создания базы каналов резервных узлов в инструментальной системе TRACE MODE® 6;
  
• автоматическая синхронизация данных реального времени между основным и резервным серверами;
  
• автоматическое переключение потоков данных на резервный сервер TRACE MODE® 6 в случае отказа основного;
  
• автоматическое определение статуса сервера "основной" или "резервный" при старте системы и автоматическое разрешение конфликтов статуса при восстановлении основного сервера после сбоя;
  
• протоколирование сбоев и переключений на резервные серверы.
  

Микро TRACE MODE – исполнительные модули для контроллеров. Цифровое управление технологическим процессом в промышленных контроллерах или устройствах телемеханики осуществляется при помощи микро TRACE MODE 6. В состав Micro TRACE MODE входят исполнительные модули реального времени – микро МРВ, которые устанавливаются в контроллере и исполняют проект, созданный в ссылка скрыта.

Микро МРВ обладает следующей функциональностью:

• сбор информации с плат УСО, через RS при помощи встроенных драйверов;
  

• первичная обработка информации с объекта (фильтрация, масштабирование, контроль границ и т.д.);
  
• привязка событий ко времени;
  
• цифровое регулирование и управление процессом;
  

• обмен с ПК по сети TCP/IP;
  
• обмен с ПК по RS (M-LINK);
  

• ведение локального архива для операторского ПК;
  
• ведение дампа для безударного рестарта;
  
• поддержка сторожевого таймера;
  

Существуют версии микро МРВ, поддерживающие обмен с ПК через GSM-интерфейс, коммутируемую телефонную сеть, а также с адаптивной настройкой регуляторов. Для обеспечения высокой надежности АСУТП на базе микро МРВ выпускаются микро МРВ с горячим резервированием: дублированием и троированием.

Клиентские модули SCADA/HMI TRACE MODE 6. Программа ссылка скрыта является клиентским модулем SCADA-системы TRACE MODE 6. Он представляет собой графическую HMI-консоль, визуализирующую данные, поступающие с серверов реального времени SCADA TRACE MODE через любой из интерфейсов, поддерживаемый в TRACE MODE (сеть TCP/IP, RS 232/485, модем по выделенной и коммутируемой линии, GSM SMS). Консоль NetLink Light это простое, но вместе с тем гибкое средство создания дополнительных автоматизированных рабочих мест (АРМ) операторов в распределенной АСУТП на базе TRACE MODE 6.

Основные функции NetLink Light таковы:

• прием данных реального времени от серверов TRACE MODE, т.е. от ссылка скрыта, ссылка скрыта или его разновидностей, а также от ссылка скрыта и SOFTLOGIC контроллеров под управлением микро МРВ;
  
• обработка полученных данных с помощью ссылка скрыта;
  
• визуализация технологического процесса на мнемосхемах и трендах (HMI);
  
• визуализация архивных данных SIAD/SQL 6 или из реляционных СУБД;
  
• супервизорное управление через серверы TRACE MODE.
  

Одна консоль NetLink Light 6 может работать с несколькими серверами TRACE MODE 6, поэтому мнемосхемы NetLink Light 6 могут отображать информацию, полученную от разных МРВ, МРВ+ и микро МРВ. К одному серверу TRACE MODE подключают произвольное количество графических консолей. Графика консоли NetLink Light 6 работает независимо от графики операторского интерфейса на серверах TRACE MODE и на других консолях. Если для них были использованы одни и те же шаблоны экранов, операторы на разных АРМ могут работать с ними независимо. На консолях можно запускать программы, работающие независимо от программ серверов.

NetLink Light обладает функцией автоматического переключения на резервный сервер. В случае использования резервированных серверов SCADA (ссылка скрыта, ссылка скрыта) при потере связи с основным сервером клиент NetLink Light автоматически переключается на его резерв. При этом не происходит ни потерь информации, ни нарушения "гладкости" трендов параметров.

Исполнительные модули TRACE MODE 6 для дистанционного управления процессом (телемеханика). SCADA TRACE MODE6 можно использовать в системах телемеханики на основе интерфейсов:

• выделенная телефонная линия (модем);
  
• радиоканал;
  
• коммутируемая телефонная линия;
  
• Wi-Fi;
  
• сотовая связь стандарта GSM.
  

Первые четыре интерфейса поддерживаются обычными серверами SCADA TRACE MODE - МРВ. Для создания телемеханических систем на основе сотовых сетей стандарта GSM используется GSM-МРВ+.

Для работы МРВ и GSM-МРВ+ в системах телемеханики на удаленных контроллерах (RTU) должны быть инсталлированы исполнительные модули TRACE MODE класса SOFTLOGIC - микро TRACE MODE, микро TRACE MODE Модем +, микро TRACE MODE GSM+ соответственно. Подобная конфигурация программных средств обеспечивает следующие функции, необходимые для эффективной работы территориально-распределенной системы:

• получение информации с удаленных контроллеров (RTU) на операторские ПК. Графическая визуализация на мнемосхемах SCADA;
  
• телеуправление процессом по команде оператора;
  
• локальное регулирование процесса удаленными RTU;
  
• контроль доставки каждого сообщения;
  
• привязка времени событий по часам в RTU и "подъем" времени в серверы SCADA;
  
• ведение локального архива (дампа) параметров в RTU и периодическая передача данных в серверы SCADA;
  
• ведение централизованного архива параметров на ПК SCADA;
  
• контроль и управление тревогами;
  
• анализ трендов параметров;
  
• временная синхронизация всех узлов SCADA телемеханической системы с возможностью привязки к эталонному времени;
  
• обеспечение свободных линий для аварийного управления удаленными контроллерами (RTU);
  
• для обеспечения надежной передачи данных в телемеханических системах в TRACE MODE встроен специальный помехоустойчивый телекоммуникационных протокол M-LINK CRC.
  

В обычном режиме SCADA-сервер МРВ+ ведет циклический обзвон RTU работающих под управлением Микро TRACE MODE Модем +, скачивает накопившиеся данные из локальных архивов RTU, обрабатывает их и добавляет в SIAD/SQL, классифицируя по времени, зафиксированном RTU. SCADA-сервер также анализирует аварийные ситуации, и в случае их обнаружения может переходить в аварийный режим с захватом удаленного узла. Захват узла требуется для устранения аварии, осуществляемого в приоритетном порядке диспетчером SCADA. Существуют версии МРВ+ с автоматическим горячим резервированием SCADA-серверов, применяемые для повышения надежности работы телемеханических систем.

GSM-МРВ+ осуществляет автоматический прием данных с удаленных контроллеров, работающих под управлением микро TRACE MODE GSM+, с удаленных МРВ (серверов SCADA) либо с сотовых телефонов и передает эти данные серверу реального времени – МРВ для обработки и графической визуализации на HMI. Данные передаются в формате SMS-сообщений или путем прямого соединения через GSM-модем. Число удаленных контроллеров, серверов SCADA и телефонов не ограничивается. Доставка каждого сообщения контролируется. GSM-МРВ+ передает отчеты тревог на сотовые телефоны GSM. С сотовых телефонов через GSM-МРВ+ возможно посылать запросы на получение данных реального времени к серверу SCADA - МРВ либо управляющие команды. Телемеханические системы на базе Micro TRACE MODE GSM+ и GSM-МРВ+ защищены от несанкционированных подключений. В этих программных продуктах осуществляется контроль доступа к серверу по номеру SIM карты, а также контроль разрешенных операций.